Фазовые РНС

Фазовые гиперболические системы обладают большой точностью определения места судна. В этих системах используются предложенные в 1930 — 1934 гг. советскими учеными Л. И. Мандельштамом, Н. Д. Папалекси и Е. Я. Щеголевым способы определения разности расстояний между судном и береговыми станциями по измерению разности фаз, принятых радиосигналов.

В настоящее время широко используется в практике морского судовождения фазовая разностно-дальномерная РНС «Декка». Цепочка этой системы состоит из трех ведомых станций, расположенных приблизительно в вершинах равностороннего треугольника, и ведущей станции, находящейся в его центре. Такое расположение обеспечивает создание рабочей зоны в пределах 360° вокруг ведущей станции.

Цепочка РНС «Декка» обеспечивает непрерывную работу в двух режимах: в режиме создания фазового поля для образования точной сетки гипербол и в режиме устранения многозначности фазовых отсчетов.

В первом режиме все станции излучают непрерывные незатухающие колебания, которые являются гармониками основной базисной частоты ƒ = 14,2 кГц.

Ведущая станция излучает частоту 6ƒ, а ведомые — 5ƒ, 8ƒ, 9ƒ с постоянно согласованной фазой относительно фазы ведущей станции.

Сетки гиперболических линий положения каждой пары станций на специальных навигационных картах показываются красным, зеленым и фиолетовым цветами. В соответствии с этим ведомые станции принято называть по цвету создаваемой сетки «красная», «зеленая» и «фиолетовая».

На судах устанавливаются четырехканальные приемоиндикаторы отечественного производства «Пирс-1», которые имеют три точных фа-зоизмерителя и один грубый, используемый для разрешения многозначности.

Разность фаз принятых сигналов может быть определена, если они будут иметь одинаковую частоту. Поэтому после усиления принятые частоты преобразуются в умножителях приемоиндикатора в частоты сравнения 24ƒ — для ведущей и красной станций, 19ƒ — для ведущей и зеленой и 30ƒ — для ведущей и фиолетовой.

При нахождении судна на нормали к базе¹ разность расстояний до радиостанций данной пары, а следовательно, и разность фаз будут равны нулю.

По мере удаления от нормали разность фаз будет увеличиваться и после изменения на целый цикл, равный 2π, вновь будет равна нулю, a ΔD = λ_м. Объясняется это тем, что с помощью точных фазометров можно измерять только дробную часть разности фаз, а количество совершившихся целых циклов определить невозможно. Следовательно, система обладает многозначностью фазовых отсчетов, которая увеличивается с увеличением частоты сравнения.

Пространство земной поверхности, заключенное между гиперболами с разностями фаз, равными 2π, называется дорожкой. 1/100 точной

дорожки называется линией  положения.

По счисленному месту судна опознать номер точной дорожки практически невозможно, так как ширина ее на базе находится в пределах 350 — 590 м. Поэтому при разрешении многозначности прибегают к увеличению ширины дорожек в несколько раз путем уменьшения частоты сравнения.

С этой целью береговые станции периодически переходят на режим создания грубых дорожек, в ходе которого в приемоиндикаторе отключаются точные фазометры и подключается грубый фазометр.

Образующиеся грубые дорожки называются зонами, обозначаются буквами латинского алфавита от А до J и имеют ширину на базе 10,5 км.

Такая ширина зоны позволяет распознать ее по счислимому месту судна.

В каждой зоне количество точных дорожек соответствует номеру гармоники частоты сравнения. Поэтому красная зона содержит 24, зеленая — 18, фиолетовая — 30 точных дорожек.

В приемоиндикэторе с помощью грубого фазометра происходит последовательное определение разности фаз всех трех пар станций на частоте сравнения ƒ и определяются номера точных дорожек. Отсчеты, соответствующие линиям положения внутри точных дорожек, получаются автоматически по точным фазометрам. После разрешения многозначности номера точных дорожек и наименования зон устанавливаются на точных фазометрах, которые в дальнейшем автоматически следят за их изменением.

Рис. 107. Определение места по фазовой РНС

При пересечении судном точной дорожки маленькая стрелка точного фазометра переместится на одно деление, при пересечении грубой дорожки (зоны) маленькая стрелка сделает полный оборот по шкале и в вырезе циферблата фазометра изменится буквенное обозначение зоны.

Для предупреждения возможной путаницы с отсчетами оцифровка точных дорожек на карте выполнена от 0 до 23 для красной пары, от 30 до 47 для зеленой пары и от 50 до 79 для фиолетовой пары.

Шкалы точных фазометров приемоиндикатора имеют такую же оцифровку точных дорожек, как и на карте. Наличие второй большой стрелки позволяет снимать отсчеты с фазометров до 0,01 точной дорожки. Место судна определяется в пересечении 2 — 3 гипербол, которые соответствуют показаниям фазометров (рис. 107). Дальность действия РНС «Декка» составляет 250 — 300 миль, предельная точность определения места судна 1 — 4 кбт.

________

¹ База — прямая, соединяющая ведущую и ведомую радиостанции.